高速走丝电火花线切割断丝故障分析

随着机械工业、电子工业特别是航空工业的迅猛发展，机械制造技术面临着诸

 如涡轮

叶片、航空螺旋、发动机机匣等难加工材料、复杂型面

 、高精度表面及低刚度薄壁等弹性件等

传统切削方法难以达到的难题。最近几十年的时间里，人们通过各种渠道借助电能、热能、光
能等多种能量及组合来探询新的加工工业，实现材料切除的特种加工技术，电火花线切割
作为特种加工的一种特殊形式随着我国制造技术水平的提高得到了越来越广泛的应用。

电火花线切割是通过线状工具电极与工件间按规定的相对运动对工件进行脉冲加工。其

工作机理是多个单词放电腐蚀积累的结果，对它的认识还有待深化，目前一般认为单次脉
冲放电腐蚀的物理过程由电离

—击穿、放电—热蚀、抛出—消电离等三个连续阶段组成。高速

走丝电火花线切割不仅消耗昂贵的电极丝、增加换丝辅助时间而影响加工效率提高产品成本，
还直接影响产品加工质量，严重时导致产品报废，而且频繁的断丝会使操作者的心情烦躁
增加了影响产品质量的不确定因素。

影响断丝的因素有很多种，但大致可以归为机械因素、电特性、工作液、操作因素及其他

因素等五大类，现分别介绍如下。

1. 机械因素

（

1）电极丝传动系统  由于装配、机械磨损等原因引起的储丝筒径跳动和轴向蹿动、导

轮振摆、导轮轴承磨损而引起电极丝剧烈抖动。一般要求导轮

V 形槽的斜面圆跳动不大

于

5μm,导轮轴向窜动不大于 2μm；导轮端面与导轮衬套端面间隙应在 0.3

—0.5mm 范

围内。装配时将导轮、轴承、衬套清洗干净，轴承处填充高速润滑脂，装配后导轮在高速
运转时无杂音。导轮、排丝轮一般机床厂都有组件提供，通常导轮、排丝轮及其轴承使用
6

—8 个月后即应成套更换。

（

2）工件材料

① 不同的工件材料由于熔点、气化点、导电系数等都不一样，因此，就必须根据具体的

材料及工件结构合理地选择加工参数。

② 刚开始切入工件材料时由于工件表面有毛刺、氧化皮、热处理残渣、铸造表面清理不

彻底等原因容易引进断丝。线切割非金属材料的研究已经展开，但目前的技术尚不能对非金
属材料加工。如果工件材料不纯，焊接存在夹渣、铸件夹砂等存在非金属材料时就会引起断
丝。因此，线切割毛坯在加工前应彻底清理表面，铸件、焊接件在加工时应采取措施，尽量
避免夹杂物缺陷。

③ 工件内部存在应力，当切除部分材料后，应力平衡被打破，工件材料变形可能出现

夹丝现象。通常在线切割加工之前要对工件进行人工实效处理以消除内应力；如果条件受限
制，应合理选择切割工艺路线，尽可能避免破坏材料应力平衡，或安排粗、精加工，粗加工
时尽量去除多的材料，通过工件变形释放内应力，留较小切割加工量可减少工件变形引起
夹丝现象发生。

（

3）当加工快结束时，被分离部分工件材料突然移位、自行跌落容易造成断丝。

（

4）限位开关失灵，滑板超出行程位置导致机床断丝。

2.  电特性
（

1）功率放大晶体管在脉冲停歇时间里，有较大漏电流出现拉弧而断丝。

（

2）脉冲电源有较大幅度的负半波时，将具有反极性加工特性，对电极丝的蚀除量很大，

引起电极丝过分损耗而断丝。